基于新工科的電氣專業課特色資源庫建設研究

摘 要 在電氣專業課程教學中，將科研與產業中的實例和專業知識結合，可以有效增強學生對專業知識應用的理解。如何方便地對工程實例進行完善與使用、平衡專業課程的教學學時等有待進一步研究。針對這些問題，探討基于新工科的電氣專業課特色資源庫建設，包括特色資源庫的建設方法與更新制度、特色資源庫的使用方法等。通過建設電氣專業課特色資源庫，可以增強教學效果，使學生更高效地學習工程實例。

關鍵詞 新工科；特色資源庫；電氣專業；科教結合；產教結合

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）16-0049-03

0 引言

社會各個產業對于高校畢業生的要求逐步提高，對高等教育提出更新、更高的要求。在這樣的背景下，我國開始推行新工科教育[1-4]。

電氣專業學生就業面較廣，涉及電力相關的多個領域，如發電與用電企業、電力設備生產企業、消費電子行業等。這些電氣相關的行業對電氣專業學生提出更高的要求，包括具有扎實的理論知識、一定的工程實踐經驗等。因此，在新工科引導與社會發展需求下，眾多開設電氣專業的高校均逐步探索在專業課程教學體系中合理加入更多的工程實踐環節，以使學生適合當前電氣行業的需求，主要包括兩個方面：

1）在培養方案的設置中，適當提高實驗與實踐課程的學分比重，增加更多的實驗與實訓課程，而且在實踐類的課程中設置更多的與實際項目相關的實踐或者實驗課題；

2）改革傳統的理論課程教學方式，在理論教學中融入更多的工程實例內容。

1 科教結合與產教結合

在基于新工科的教學方法改革中，科教結合、產教結合是教學方法改革的重要內容。在探索科教結合的教學方法時，可以將科研項目中的應用實例融入電氣專業的理論課程或者實踐課程教學。比如在科研項目中提取一些與專業課強相關、特色強且本科生容易理解的實例，與專業課程的理論知識結合或者與實驗項目結合，以工程實例為中心，融合專業課程的理論知識點，且知識點之間層層遞進，進而形成新的專業知識點的授課體系。在課程教學時，從科研實例中需要解決的問題出發，以研究目的為驅動，先提出問題，然后教師與學生展開討論，探討解決問題、實現研究目的的途徑，進而引導學生一步步找到解決問題的方法，在這個過程中完成對專業知識的學習，以科研的思維學習專業理論知識。這樣不僅可以使學生了解專業知識在科研項目中的應用情況，還可以加深學生對于專業知識的領悟與理解，對學生科學思維模式與創新思維模式的培育起到積極的作用。

采用產教結合的教學模式，將電氣產業中與專業課程相關的產業實例引入電氣課程的理論教學，這些工程實例可以幫助學生更直觀地學習專業知識，從而提高學習興趣，使學生了解專業知識在實際產業中的應用情況[5-9]。同時，工程實例中需要解決的問題往往涉及多個課程的知識點，因此，通過工程案例，可以促進學生對多門課程專業知識點的融會貫通。

將科教結合、產教結合的教學模式與傳統的專業課程的理論教學和實驗教學相結合，可以提升學生對于專業知識的認知，幫助學生構建完整的電氣專業課程體系，提高學生的工程實踐能力，培育學生的創新思維。

在具體的課程教學中還有一些問題有待進一步解決。首先，隨著科學技術的發展，科研項目實例與產業項目案例需要在一定的周期內進行補充與更新，以逐步完善課程中的工程案例；其次，課程教學團隊成員與學生如何對這些實例進行合理應用與學習，需要進一步探討；最后，在有限的教學學時內，如何合理地融入科研實例與工程實例的教學等，還需要進一步討論。

針對上述問題，融入科教結合與產教結合理念，探討基于新工科的電氣專業課特色資源庫的建設，包括線上與線下特色資源庫的建設方法、特色資源庫更新制度、特色資源庫的使用方法等內容。

2 特色資源庫建設方法

融入科教結合與產教結合的理念，提出基于新工科的電氣專業課特色資源庫建設方法，具體的實施方案如圖1所示，包括科研項目案例庫和產業項目案例庫，在線上與線下同時建設。

2.1 線下特色資源庫建設

線下資源庫建設主要分為工程案例資源的整理與特色資源庫的體系建設，即線下建設的特色資源庫是資源庫建設的理論提綱，這部分工作是在特色資源庫建設前期，采用線下建設的方式完成。具體的工作內容包括：目前已有的科研項目的整理，科研項目中相關案例的整理，新的科研案例的補充，每一個科研案例與理論知識點之間的邏輯構架的建設等；產業案例的整理，新的產業案例的補充，產業案例中涉及的理論知識點的邏輯層次結構建設等；現有工程案例與現有教學專業課程中理論知識點整體的邏輯體系的構建與完善；課程教學中融入工程案例的教學方法、教學安排；等等。

2.2 線上特色資源庫建設

在線下特色資源庫建設完成的基礎上，基于多媒體與網絡平臺建設線上資源庫。在網絡教學平臺上創建具體的工程案例特色資源庫，包含科研案例資源庫與產業案例資源庫，對應電氣專業不同的理論課程與實踐實驗課程。每門課程中的工程案例的排列順序與課程中的知識點對應，與線下建設的工程案例和理論知識點的邏輯體系一一對應。

教師與學生對于線上特色資源庫具有不同的訪問權限：教師團隊成員可以對特色資源庫進行創建、完善、補充，以及在課程材料的準備中、具體的課程教學中進行調用；學生可以登錄特色資源庫觀看其中的資源，完成預習，還可以下載具體的任務、提交任務、統計學習情況。

在線的案例資源包括項目案例說明書、項目案例涉及知識點、項目案例適用課程等，具體形式包括文字內容、視頻內容等。比如，可以在相關課程中引入新能源發電系統的工程案例，包括新能源發電系統的整體結構與功能的介紹、新能源發電系統與專業課程知識點的結合體系等。教師團隊成員可以充分利用目前課程中已有的在線資源，對現有的在線資源進行整合或者修改，從而對線上特色資源庫進行充實和完善。

3 特色資源庫更新制度

目前各個產業的發展速度加快，專業知識對應的產業實例不斷發生變化，我國電力行業不斷出現更多的新技術，比如新能源發電與并網系統，其發電側與并網側的相關技術逐步更新，更多新型的技術被提出。同時，教師團隊的科研項目不斷增多，其中與專業課程相關的內容也會逐步增多，更多前沿的專業知識可以融入理論課程或者實踐課程的教學。因此，特色資源庫中的工程案例素材需要隨之更新、補充、完善。

在具體建設中，電氣專業課特色資源庫的更新制度主要包括以下幾個方面。

1）教師團隊定期赴相關高校、企業進行調研交流，與高校的電氣教學團隊進行教學方法交流，吸收相關教學團隊在新工科教學中的經驗；與企業中實踐經驗豐富的電力工程師進行交流，吸收更多的工程實踐經驗，了解電氣相關行業對于學生的要求。同時，鼓勵教師參加電氣領域的教學研討會等學術會議，經過多方位的交流與學習，豐富教學團隊在新工科教學方面的經驗。

2）制定集體備課制度，定期組織教學團隊集體備課，教學團隊成員就學生的學習情況、目前的產業發展情況、相關科研項目情況、教學過程中的問題等方面展開討論。對于已有的項目案例資源進行完善或者更新，對于項目案例尚未覆蓋的知識點進行探討，從科研項目或者產業項目中挖掘新的案例資源。同時探討專業課程知識融合，即探討通過工程實例的講解，融合電氣專業的多門課程，使學生了解電氣專業課程之間的聯系方式，融會貫通多個知識點，培養學生采用多門專業課程的知識解決實際問題的思維方式。通過以上方式，保證特色資源庫的逐步完善與更新。

3）對特色資源庫的使用情況進行反饋問卷調查，包括教學團隊中教師的使用情況反饋問卷調查和學生使用情況的反饋問卷調查，通過問卷調查，形成特色資源庫建設的閉環。在這個環節，教師團隊可以了解特色資源庫使用中存在的問題，為特色資源庫的進一步完善指明方向。

4 特色資源庫使用方法

教師團隊對于線上特色資源庫的應用包括專業課程知識體系的重構、教案等材料的準備、備課、調用在線資源進行課堂教學等。其中，專業課程知識體系的重構是指教師團隊針對某門課程中的專業知識，重新梳理專業知識點，包括理論課程的知識點以及實踐課程的各個環節，然后將理論知識點或者實踐環節的實踐項目與工程案例進行對應，將工程案例合理地融入專業課程的理論教學與實踐教學，這個過程稱為專業知識點的重構過程。在專業知識點的重構中，以各個工程案例為知識點融合的中心，采用邏輯聯系與層次遞進方式，將工程實例涉及的知識點進行串聯，從而形成一個局部的知識點體系；梳理課程中的多個工程實例之間的邏輯關系，形成層次遞進的完整的課程知識點體系。

而在教師團隊的備課中，可以調用特色資源庫的線下資源與線上資源，完善課程教案等課程材料。由于前期的課程知識點重構中已經將專業課程的知識點進行體系化，因此，教師團隊可以利用特色資源庫的資源完善授課的教案等教學材料。

在理論課程的課堂授課中，往往學時安排較為緊張，如何在有限的學時內將專業課程的理論知識與工程案例內容同時在課堂中講解，讓學生能夠充分思考并參與課堂互動，是需要關注的問題之一。因此，授課教師可以充分發揮線上資源庫的優勢，將一些案例的講解安排在學生的課前預習階段，而將某些工程案例的任務安排在課后的作業或者復習中。這樣一來，在專業課程的課堂授課中，教師可以從線上的特色資源庫中直接調用工程案例資源，進行重點部分的講解，并從研究目的出發，以解決問題的思維展開講解，與學生展開討論，從而達到對專業知識及其應用場景深入理解的目的，并合理規劃課堂授課時間。在此基礎上，教師還可以在線對學生提交的任務進行評定、核算分數等。

學生對于線上特色資源庫的應用主要為課前的預習、課中的學習與課后的復習。在預習階段，學生可以登錄專業課程對應的特色資源庫，觀看工程案例的講解資源，對于即將學習的專業知識以及對應的工程案例有一個初步的認識，完成課前的預習，達到對將要學習的工程案例整體了解的程度，明白學習的理論知識在實際中的應用場景。在課堂學習中，跟隨教師的授課，學生可以完成對于工程案例的學習，加深對專業課程知識的理解。對于某些帶有任務的工程案例，學生可以登錄特色資源庫查看教師發布的任務，完成任務后提交。

在專業課程的學習中，通過科教結合與產教結合，部分學生對科研實踐的興趣被激發，此時，教師可以在特色資源庫中發布一些關于科研項目的詳細資料，以供對科研感興趣的學生進行深入學習，并逐步加入科研團隊。

5 結束語

在基于新工科的專業課程教學改革中，將科教結合與產教結合的理念融入電氣專業課程教學，將科研實例與產業工程實例的內容與專業課程的知識點結合，構建特色資源庫，有利于教學團隊對于工程案例的創建與使用，增強專業課程的教學效果。同時，可以促進學生對于工程案例的學習，使學生深刻理解專業知識在工程實踐中的應用方式，提高學習效率。

6 參考文獻

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*項目來源：北方民族大學2021年校級教育教學改革研究項目“基于新工科的電氣專業課特色資源庫建設”（2021JY047）。

作者簡介：師洪濤，通信作者，博士，副教授；高峰，博士，副教授；張新聞，博士，教授。